HDBM5300蓄电池在线监测系统是为满足变电站直流电源、通信电源等系统而设计的一款在线式蓄电池监控及自动维护系统。可完成对电池组电压、电池电流、单体电池电压、单体电池内阻、电池环境温度、电池电压均衡度、剩余容量和放电可持续时间等监测和告警功能。能对蓄电池组进行自动均衡电压维护。用于对2V、6V、12V蓄电池进行在线监测。 

一、产品应用：

在电力二次设备及动力设备等系统中，蓄电池组是重要的储能设备，它可保证保护设备及通信设备的不间断供电。但如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降（即使只有一节电池性能恶化，也会严重影响整组电池的性能），从而影响设备的正常供电。因此，及时可靠的对电池组进行巡回检测对于维护继电保护设备的正常运转具有十分重要的意义。

许多缺乏电池测试和维护计划的直流电源系统用户都已得到了这样一个惨痛的教训，即:在市电断电时,系统没能维持几分钟就陷入瘫痪。引起这一严重后果的因素源于蓄电池。很多电源系统用户已经意识到通过对电池实时监测可以及时发现蓄电池潜在的危险。因此制定一个完整、有效、定期的蓄电池维护测试规程是非常重要的。从长远来看，不仅能确保系统安全运行也可使您节约大量维护成本及不必要的损失。 

1大多数电池使用寿命比预计的要短很多；

2 电池安装以后可能没有专人管理；

3手工检测很困难，数据分析需要专业知识；

4 很多场合不具备定期放电检查的条件；

5 电池放电测试的风险很高；

6无人值守站的日常检查费用很高；

7 大部分电池监测系统只采集了电池的电压，反映不出问题；

8 具有“电池管理功能”的直流屏并没有检测到单体电池的内阻和容量。

蓄电池在线监测管理系统就是要在电池运行过程中把握电池的真实运行状态，确保蓄电池能够提供足够的后备动力。主要意义包括：改善蓄电池的使用条件，延长蓄电池的使用寿命；掌握蓄电池的当前状况，尤其是蓄电池的容量衰减；及时处理蓄电池问题，避免停电后设备瘫痪；避免盲目更换蓄电池，减少电池更换费用；降低蓄电池现场维护费用；便于集中监测和网络化管理。

二、产品功能：

1 在线巡检功能：实时监测的蓄电池组的组端电压、充放电电流、单体电压、电压均衡度；

2 在线内阻检测功能：在线测试每节蓄电池内阻，系统采用直流内阻在线测试技术，特征点高速捕捉，多重保护及自检功能。因此*有效解决了在线、安全、准确测得蓄电池内阻存在技术难题。测试过程无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，测试不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量准确、稳定。

3 在线自动均衡维护功能：在线自动均衡维护功能：在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除过充状态；确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于佳活性状态。 能有效防止电池因长期过充而失水或长期欠充而硫化，同时能夯实电池，提高电池能量吸收比，从而提高电池组的备用时间和使用寿命。打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、内阻试验提供一个“起点”*的试验平台

4 异常告警功能：蓄电池单体电压、单体内阻等参数超过阈值告警。

5  数据分析和报表功能：配备强大的上位机监控分析软件，通过对监测和检测数据进行系统分析，绘制总电压、单体电压、充放电电流曲线图，容量柱状图，可对蓄电池组健康性能和放电能力进行分析，准确甄别落后电池。可手动或自动生成各类符合客户要求数据报表。采用上位机实时监测的还可每月自动生成WORD板本的“监测和维护月报表”并自动存入用户的文件夹中。

6  数据传输和组网功能：设备具有LAN(以太网)、RS485数据传输接口实现远程联网监控。         

三、产品特点

1  模块化架构设计，每个本地主机可监控2组，每组12V※18节电池数据，每组电池中每个模块负责4节电池的数据采集，系统可对任何电压等级的阀控式铅酸电池或磷酸铁锂电池组进行在线监测和维护，模块化解决方案配置更加灵活，安装更加方便快捷。

2  采集维护模块配有拨码器无需固定编号，可自由调换，安装维护方便快捷。

3 显示与指示：采用4.3寸彩色触摸液晶屏，屏幕液晶直观显示蓄电池运行状态、自动维护状态、设备存储状态及各项运行参数和告警记录。面板具有电源、设备故障、越限报警指示灯。

4  参数设置：设备具有就地和远方对系统基本数据的重新设置、更改、删除功能。可就地进行参数设置或远程调阅和配置装置参数。

5 方式：现场声光告警（可消音）、上位机及监控端告警。

6  系统可扩展强，如后续添加蓄电池组监测均可方便加入统一管理。

7  供电方式：交流、直流、交直流供电可选。

8 安全隔离：装置和电池间所有连线都必需采用保险线；

9 可根据客户现场情况，灵活选择有线方式或无线方式进行组网和传输数据。

四、产品组成：

1、蓄电池整组参数采集模块HDBM5300

   HDBM5300蓄电池整组参数采集模块可完成对电池组电压、组电池充放电电流进行在线监测。每个模块可监测1组电池。

参数指标

2、均衡内阻测试模块 HDBM5300

HDBM5300蓄电池均衡内阻测试模块是可完成单体电池电压、单体电池内阻、对蓄电池组进行自动均衡电压维护。

模块功能：

1在线监测功能：实时监测的蓄电池组的：单体电压、单体电池内阻、电压均衡度；

2 在线内阻检测功能：在线检测每节蓄电池内阻，蓄电池在线监测系统采用直流内阻在线测试技术，特征点高速捕捉，多重保护及自检功能。因此*有效地解决了“在线、安全、准确”测得蓄电池内阻的技术难题。测试过程无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，测试不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量准确、稳定。

3 在线自动均衡维护功能：在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除过充状态；确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于佳活性状态。 能有效防止电池因长期过充而失水或长期欠充而硫化，同时能夯实电池，提高电池能量吸收比，从而提高电池组的备用时间和使用寿命。打破“木桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、内阻试验提供一个“起点”*的试验平台。

4每个模块可监测4节12V电池。

参数指标

3、监测主机 HDBM5300

    系统本地主机可对各种数据和报警过程数据进行分类单独存储，有利于数据检索和分析利用，存储空间至少可能存储30天以上监测数据。

    设备具有LAN(以太网)、RS485数据传输接口可上传数据实现远程联网监测。

武汉华顶电力设备有限公司编制

测量电路如图2所示，首先测出芯线a与b之间的电阻R1，则R1=2Rx+R，其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值，R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值，测完R1与R2后，再按图3所示电路将b′与c′短接，测出b、c两相芯线间的直流电阻值，则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值，用RL表示，RL=Rx+R(L-X)，由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示：Rx=(R1-R)/2，R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X)：X=(RX/RL)L，(L-X)=(R(L-X)/RL)L，式中L为电缆的总长度。

采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，线径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊接，计算过程中小数位数要全部保留。

(3)电容电流测定法：

    电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示，使用设备为1～2kVA单相调压器一台，0～30V、0.5级交流电压表一只，0～100mA、0.5级交流毫安表一只。

测量步骤：

①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。

②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。

③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/ Ic=L/X，X=( Ic/ Ia)L。

    测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。

(4)零电位法：

    零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算，其接线如图5所示，测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在两端加电压E时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位，即故障点的对应点。

图中K为单相闸刀开关，E为6V蓄电池或4节1号干电池，G为直流微伏表，测量步骤如下：
①先在b和c相芯线上接上电池E，再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S，该导线要用裸铜线或裸铝线，其截面应相等，不能有中间接头。

②将微伏表的负极接地，正极接一根较长的软导线，导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。

③合上闸刀开关K，将软导线的端头在比较导线上滑动，当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。

其他几种电力电缆故障判断及查找方法：

1　故障的类型

电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地唐山市蓄电池在线监测系统原理或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。

2　故障的判断方法

确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型：

(1)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于100Ω时，为低电阻接地或短路故障。

(2)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100Ω时，为高电阻接地故障。唐山市蓄电池在线监测系统原理

(3)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常，应进行导体连续性试验，检查是否有断线，若有即为断线故障。